日本粉煤灰綜合利用對(duì)我國(guó)的啟示

圖亞　高志娟

摘 要：目前，我國(guó)生產(chǎn)電能的主要方式依然是火電廠發(fā)電，粉煤灰作為我國(guó)火電廠電能生產(chǎn)的主要固體物，排放數(shù)量呈現(xiàn)級(jí)數(shù)倍增加。一旦對(duì)粉煤灰的處理不當(dāng)則極易產(chǎn)生嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題?；诖?，通過(guò)論述日本粉煤灰綜合利用優(yōu)點(diǎn)，結(jié)合我國(guó)國(guó)情，針對(duì)性地提出粉煤灰綜合利用的發(fā)展建議，以期為我國(guó)粉煤灰的綜合利用提供參考。

關(guān)鍵詞：粉煤灰;綜合利用;應(yīng)用

0 引言

粉煤灰作為我國(guó)火電廠電能生產(chǎn)的主要固體廢物，國(guó)內(nèi)外學(xué)者經(jīng)過(guò)多年的研究，對(duì)現(xiàn)有的70種粉煤灰的物理性能進(jìn)行測(cè)試。根據(jù)粉煤灰的方孔篩平衡，可將諸如燃燒損失的物理性質(zhì)分類為I級(jí)灰、II級(jí)灰和III級(jí)灰。就我國(guó)目前現(xiàn)有對(duì)粉煤灰利用的現(xiàn)狀來(lái)看，廢煤灰主要應(yīng)用于建材產(chǎn)品、凝土、水泥和燒結(jié)磚的生產(chǎn)中。從1980年開(kāi)始，從能源供應(yīng)安全的角度來(lái)看，日本提高了一次能源中煤炭的比例。資料顯示，日本2017年度的粉煤灰產(chǎn)量達(dá)到1200萬(wàn)t，日本受到國(guó)土資源的限制，政府通過(guò)制定各種限制粉煤灰排放的政策來(lái)鼓勵(lì)粉煤灰綜合利用技術(shù)的研發(fā)。

1 日本粉煤灰綜合利用情況

1.1 產(chǎn)生量及利用率

自石油危機(jī)以來(lái)，為了確保電力供應(yīng)，日本大力發(fā)展了各種燃料發(fā)電廠，例如煤炭和天然氣。資料顯示，日本2018年的總裝機(jī)容量為12.4億千瓦，其中燃煤電廠的裝機(jī)容量為1.975億千瓦，占15.6%。預(yù)計(jì)到2021年，日本的燃煤的裝機(jī)容量將達(dá)到4100萬(wàn)千瓦，占總量的15.5%。未來(lái)十年，日本燃煤電廠的裝機(jī)容量基本占到總裝機(jī)容量的17%。據(jù)日本公布的資料顯示，2017年度的粉煤灰產(chǎn)量為1200萬(wàn)t，其中1160萬(wàn)t的粉煤灰都得到了有效地利用。如圖1所示為日本電力設(shè)備組成現(xiàn)狀。

1.2 利用領(lǐng)域及技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

日本對(duì)粉煤灰的處理方法主要為綜合利用與垃圾掩埋。受制于國(guó)土面積的限制，日本政府只能通過(guò)大力發(fā)展粉煤灰的綜合利用技術(shù)，來(lái)降低粉煤灰對(duì)生態(tài)環(huán)境的污染。資料顯示，在1955年至1968年的13年間，日本政府利用粉煤灰建造了27座大壩，充分利用了粉煤灰資源。就目前來(lái)說(shuō)，日本對(duì)粉煤灰的利用主要集中在水泥與混凝土領(lǐng)域。近年來(lái)，日本非常重視粉煤灰高價(jià)值利用技術(shù)的研究與開(kāi)發(fā)。主要領(lǐng)域是：從粉煤灰中提取有用的物質(zhì)，包括金屬。

1.3 法律政策與經(jīng)濟(jì)手段

在日本政府1991年4月頒布的《回收法》中和之后擴(kuò)展制定的《資源和積極使用促進(jìn)法》，均要求：所有人有義務(wù)進(jìn)行技術(shù)開(kāi)發(fā)和設(shè)備改進(jìn)，以進(jìn)一步提高指定副產(chǎn)品作為資源的回收率，并加強(qiáng)對(duì)提高燃煤廢物利用率的法律約束。2000年6月實(shí)施的《促進(jìn)循環(huán)型社會(huì)形成基本法》和2005年4月1日的《廢物處置法》規(guī)定，非法丟棄燃煤廢物殘留的公司將受到依法懲處，清潔和污染場(chǎng)地必須履行恢復(fù)原狀的義務(wù)。

1.4 科研支持

日本經(jīng)濟(jì)和技術(shù)部于1999年成立了“21世紀(jì)煤炭技術(shù)戰(zhàn)略研究協(xié)會(huì)”，召集政府和企業(yè)組成煤炭供需網(wǎng)絡(luò)。政府委托研究部門(mén)制定了燃煤廢渣使用手冊(cè)。例如，在1999年，民間社會(huì)發(fā)布了《粉煤灰增強(qiáng)水泥混凝土的施工指南》、日本建筑學(xué)會(huì)出版了《粉煤灰改性水泥混凝土的實(shí)用設(shè)計(jì)和施工指南》。作為大型粉煤灰生產(chǎn)商，日本的9家主要電力公司和各種電力相關(guān)公司也一直在開(kāi)發(fā)綜合的粉煤灰利用技術(shù)。

2 當(dāng)前我國(guó)粉煤灰綜合利用現(xiàn)狀與問(wèn)題

總的來(lái)說(shuō)，在“十一五”期間，在傳統(tǒng)地區(qū)，由于科研投入少，廢煤灰的綜合利用效率依然較低。我國(guó)一些廢煤灰利用率較高的地區(qū)，廢煤灰利用率高達(dá)95%，就上海而言，對(duì)粉煤灰利用率較高的原因首先是基于現(xiàn)有綜合性科研成果和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。粉煤灰主要在化學(xué)工業(yè)、環(huán)保、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域有重要的應(yīng)用，研究人員近年來(lái)也進(jìn)行了一系列研究，并取得了一些科研成果，并取得了良好的效益。

3 日本粉煤灰綜合利用現(xiàn)狀對(duì)我國(guó)的啟示

3.1 技術(shù)層面

技術(shù)發(fā)展是粉煤灰綜合利用的關(guān)鍵。建筑工程、市政道路工程和灌漿回填方面已經(jīng)形成了相對(duì)成熟的技術(shù)，但這些利用技術(shù)大多數(shù)處于中低水平隨著某些地區(qū)城市建設(shè)需求的減少，粉煤灰的供應(yīng)可能會(huì)超過(guò)需求。因此，在促進(jìn)大批量、低成本、高質(zhì)量的粉煤灰的使用，并繼續(xù)開(kāi)發(fā)新技術(shù)以增加粉煤灰的附加值并擴(kuò)展粉煤灰利用領(lǐng)域。比如通過(guò)使用高鋁粉煤灰提取氧化鋁技術(shù)，就是有效利用粉煤灰，解決我國(guó)鋁資源短缺問(wèn)題的重要技術(shù)措施。對(duì)于不同質(zhì)量的高鋁粉煤灰，可以使用多種堿性工藝的組合，以提高氧化鋁的回收率。近年來(lái)，由于國(guó)外對(duì)中國(guó)鋁土礦資源出口的限制，國(guó)家對(duì)鋁生產(chǎn)企業(yè)的規(guī)范和整頓以及生活領(lǐng)域鋁工業(yè)的不斷擴(kuò)大，鋁的價(jià)格飛漲，氧化鋁市場(chǎng)一直供不應(yīng)求。同時(shí)，我國(guó)擁有豐富的高鋁煤共生礦產(chǎn)資源。據(jù)估計(jì)，高鋁粉煤灰中的鋁含量超過(guò)90億t，可以將中國(guó)鋁資源的保證期延長(zhǎng)50年至60年，因此，高鋁粉煤灰提取的發(fā)展與完善。氧化鋁技術(shù)的應(yīng)用，不僅有效利用粉煤灰，還解決了我國(guó)鋁資源短缺問(wèn)題，從而豐富了我國(guó)的粉煤灰。

3.2 政策層面

就當(dāng)下來(lái)說(shuō)，我國(guó)針對(duì)粉煤灰的排放標(biāo)準(zhǔn)、綜合利用要求等相關(guān)規(guī)定尚不明確，缺乏足夠的法律支持來(lái)限制粉煤灰的排放與利用，障，導(dǎo)致一些地方政府和粉煤生產(chǎn)企業(yè)支付不足。大量的垃圾填埋場(chǎng)不僅占用土地，還會(huì)造成資源浪費(fèi)。因此，建議制定粉煤灰當(dāng)?shù)嘏欧艠?biāo)準(zhǔn)，規(guī)定粉煤灰殘留量的分類、排放量。通過(guò)制定粉煤灰排放標(biāo)準(zhǔn)和利用規(guī)定，一方面從源頭上進(jìn)行削減，以促進(jìn)電廠洗煤和燃燒技術(shù)的發(fā)展，減少粉煤灰的數(shù)量;另一方面，從資源綜合利用的角度出發(fā)，嚴(yán)格規(guī)范生產(chǎn)。粉煤灰綜合利用由貯藏向利用轉(zhuǎn)變。簡(jiǎn)而言之，就是讓粉煤灰的排放和利用受法律管轄。

3.3 投入方面

首先，建議粉煤灰綜合利用企業(yè)享受直接供電的價(jià)格政策。粉煤灰的綜合利用應(yīng)成為電廠生產(chǎn)的重要組成部分。在我國(guó)，由一家電廠運(yùn)營(yíng)的任何國(guó)內(nèi)粉煤灰項(xiàng)目均享有電網(wǎng)前直接供電價(jià)格，該價(jià)格與電廠價(jià)格相同，粉煤灰綜合利用企業(yè)為消除電廠污染做出了貢獻(xiàn)，應(yīng)享受這一優(yōu)惠政策。二是建議將粉煤灰綜合利用的研究和開(kāi)發(fā)推廣到國(guó)家一級(jí)。第三是提出一項(xiàng)粉煤灰綜合利用的特殊政策，用于補(bǔ)貼粉煤灰資源利用技術(shù)的研發(fā)和生產(chǎn)項(xiàng)目，為技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供有力的資金保障，并考慮給予生產(chǎn)公司產(chǎn)品推廣補(bǔ)貼。

4 結(jié)論

雖然說(shuō)，日本與我國(guó)的產(chǎn)能結(jié)構(gòu)、應(yīng)用環(huán)境、生產(chǎn)技術(shù)等均存在較大差異，但對(duì)粉煤灰的綜合利用卻存在相同的指導(dǎo)方針。文章，通過(guò)論述日本粉煤灰綜合利用優(yōu)點(diǎn)，結(jié)合我國(guó)國(guó)情，針對(duì)性地提出粉煤灰綜合利用的發(fā)展建議。

參考文獻(xiàn)：

[1]姜龍.燃煤電廠粉煤灰綜合利用現(xiàn)狀及對(duì)我國(guó)的啟示[J/OL].潔凈煤技術(shù)，2016（02）：1-10.

[2]雷旭，宋慧平，薛芳斌，程芳琴.粉煤灰基混凝土防腐涂料的制備及其性能研究[J].涂料工業(yè)，2019，49（01）：22-26.

[3]譚琦璐.我國(guó)城市高值再生資源循環(huán)利用目標(biāo)測(cè)算及政策建議[J].中國(guó)能源，2020，42（01）：19-24.